پایان نامه روشهای اندازه گیری و تمهیدات پایداری شیب در معادن سطحی

تعداد صفحات: ۱۲۷ | قابل ویرایش

فهرست

قسمت اول

تحلیل پایداری شیب با بهره گیری ازتکنیکهای عددی پیشرفته ………………………………… ۱

خلاصه ………………………………………………………………………………………………………………………….. ۲

فصل اول

۱ . معرفی…………………………………………………………………………………………………………………۳

فصل دوم

۲ . روشهای قراردادی تحلیل شیب سنگ…………………………………………………………….. ۶

۱ – ۲ .  مقدمه………………………………………………………………………………………………….. ۶

۲ – ۲ . آنالیز سینماتیک………………………………………………………………………………….. ۶

۳ – ۲ . آنالیز تعادل محدود……………………………………………………………………………… ۷

۱ – ۳ – ۲ . تحلیل انتقالی……………………………………………………………………….. ۸

۲ – ۳ – ۲ . تحلیل واژگونی…………………………………………………………………….. ۹

۳ –  ۳ – ۲ . تحلیل چرخشی………………………………………………………………….۱۱

 ۴ – ۲ . شبیه سازهای ریزش سنگ……………………………………………………………….۱۶

فصل سوم

۳ . شیوه های عددی تحلیل شیب سنگ……………………………………………………………۱۹

۱ – ۳ . روش پیوسته………………………………………………………………………………………۲۰

۲ – ۳ . روش غیرپیوسته…………………………………………………………………………………۲۳

۱ – ۲ – ۳ . شیوه اجزای ناپیوسته………………………………………………………….۲۴

۲ – ۲ – ۳ . تحلیل تغییر شکل ناپیوستگی…………………………………………….۳۲

۳ – ۲ – ۳ . کدهای جریان ذره……………………………………………………………….۳۳

۳ – ۳ . روش هیبریدی…………………………………………………………………………………..۳۶

فصل چهارم

۴ . توسعه و کاربرد مدل چندگانه………………………………………………………………………۳۷

فصل پنجم

۵ . پیشرفتهای آینده………………………………………………………………………………………….۴۲

قسمت دوم

شبیه سازی پایداری شیب از طریق رادارجهت استخراج معادن به طور روباز…………….۴۴

خلاصه……………………………………………………………………………………………………………………….۴۵

فصل اول

۱ . مقدمه…………………………………………………………………………………………………………..۴۶

۱ – ۱ . پیش زمینه……………………………………………………………………………………….۴۶

۲- ۱ . احتیاجات کاربر………………………………………………………………………………….۴۶

۳ – ۱ .  روش‌های ممکن…………………………………………………………………………….۴۶

۱ – ۳ – ۱ .  نمایشگر زمین لرزه………………………………………………………….۴۷

 ۲ – ۳ – ۱ .  رادار……………………………………………………………………………….۴۷

۳ – ۳ – ۱ .  لیزر………………………………………………………………………………….۴۸

۴ – ۳- ۱ . عکس برداری……………………………………………………………………..۴۸

۴ – ۱ .  انگیزه برای استفاده از رادار…………………………………………………………..۴۹

۵ – ۱ . کارهای سابق بر این برای نشان دادن شیب با استفاده از رادار…….۴۹

۶ – ۱ .  شیب و محدودیت‌ها…………………………………………………………………….۵۰

فصل دوم

۲ . رادار با فرکانس مدرج………………………………………………………………………………۵۱

۱ – ۲ . مفهوم رادار با فرکانس مدرج………………………………………………………..۵۱

۲ – ۲ .  پارامترهای رادار………………………………………………………………………….۵۱

۳ – ۲ .  راه اندازی رادار……………………………………………………………………………۵۳

۴ – ۲ .  بررسی اجمالی از اینترفرومتری راداری………………………………………۵۳

فصل سوم

۳ . شبیه سازی یک سلول منفرد، توسط اسکن……………………………………………۵۶

۱ – ۳ . مفهوم شبیه سازی مطلب…………………………………………………………….۵۶

۱ – ۱ – ۳ . تولید نقاطی برای شبیه سازی یک هدف مسطح…………۵۶

۲ – ۱ – ۳ . محاسبه مجموع انعکاس فرکانس………………………………….۵۷

۳ – ۱- ۳ – مدل سازی از طریق صدا……………………………………………….۵۸

۴ – ۱ – ۳ . مدل سازی یک تغییر و جابجایی در فاصله………………….۵۸

۲ – ۳ .  روش‌های به وجود آوردن محدوده فرکانس……………………………….۵۹

۱ – ۲ – ۳ .  لایه گذاری از پایین‌ترین نقطه

                      برای افزایش رزولوشن تصویر………………………………..۵۹

۲ – ۲ – ۳ .  حذف زواید (بزرگنمایی) برای

                      پایین آوردن سطوح لبه فرعی………………………………۵۹

۳ – ۲ – ۳ . پایه بندی برای حذف شیب فاز………………………………….۶۰

۳ – ۳ .  تعیین تغییر در فاصله………………………………………………………………۶۱

۱ – ۳ – ۳ .  انتقال به محدوده زمانی……………………………………………….۶۱

۲ – ۳ – ۳ .  پیوستگی فازی……………………………………………………………..۶۲

۳ – ۳ – ۳ .  اختلاف فاز……………………………………………………………………۶۴

۴ – ۳ – ۳ . ابهام در فاز اختلافی……………………………………………………..۶۵

۵ – ۳ – ۳ . تعیین منطقه مورد نظر………………………………………………..۶۵

۶ – ۳ – ۳ . حذف جهش‌های  در مقایر فاز…………………………………….۶۶

۷ – ۳ – ۳ .  محاسبه شیفت در دامنه…………………………………………….۶۶

 ۴ – ۳ .  نتایج شبیه سازی…………………………………………………………………….۶۸

۵ -۳ .  نتیجه گیری……………………………………………………………………………….۷۰

فصل چهارم

۴ . قرائت‌های آزمایشگاهی سلول منفرد……………………………………………………۷۱

۱ – ۴ .  پارامترهای رادار مورد استفاده برای قرائت‌ها………………………….۷۱

 ۲ – ۴ .  اصطلاحات برای الگوریتم …………………………………………………….۷۳

۱ – ۲ – ۴ .  جمع کردن اسکن‌ها برای بهبود …………………………….۷۳

۲ – ۲ – ۴ .  انحنای ظاهری دیوار به واسطه پهنای اشعه بالا……..۷۳

 ۳ – ۲ – ۴ .  تغییر در پهنای باند بالای حذف

                      خطاهای موجود در شیفت بزرگ …………………….۷۶

۳ – ۴.  نتایج قرائت‌های تجربی ………………………………………………………….۷۶

۱ – ۳ – ۴ .  خطاهای شیفت کوچک………………………………………….۷۷

۲ – ۳ – ۴ .  خطاهای شیفت بزرگ……………………………………………۷۷

 ۴ – ۴ . نتیجه گیری ………………………………………………………………………..۷۸

فصل پنجم

۵ . شبیه سازی کل اسکن………………………………………………………………………..۷۹

۱- ۵ . مفهوم شبیه سازی مطلب…………………………………………………………۷۹

۱ – ۱ – ۵ . تولید نقاط برای شبیه سازی سطح دیواره……………..۷۹

۲ – ۱ – ۵ .  مدل سازی شیفت در دامنه ………………………………….۷۹

۲ – ۵ .  نتایج شبیه سازی  انتقال جرم …………………………………………….۸۱

۱ – ۲ – ۵ . خطاهای شیفت کوچک…………………………………………..۸۲

۲ – ۲ – ۵ . خطاهای شیفت بزرگ…………………………………………….۸۲

۳ – ۵ . نتیجه‌گیری …………………………………………………………………………..۸۴

فصل ششم

۶ . عدم ارتباط موقتی……………………………………………………………………………..۸۵

۱ – ۶ .  تعریف عدم ارتباط موقتی ……………………………………………………۸۵

۲ – ۶ . مقدار اطمینان – پیک منحنی ارتباط فاز ……………………………۸۶

۳ – ۶ . عدم ارتباط موقتی به واسطه تغییر در زاویه ………………………..۸۷

۱ – ۳ – ۶ . مدلسازی تغییر در زاویه ………………………………………..۸۷

۲ – ۳ – ۶ . کاهش در ارتباط به واسطه تغییر در زاویه…………….۸۷

 ۳ – ۳ – ۶ . نتایج تشبیه سازی برای تغییر در زاویه ………………۸۷

۴ – ۶  . عدم ارتباط موقت به واسطه شیفت موضعی……………………….۹۱

۱ – ۴ – ۶ .  مدلسازی شیفت موضعی …………………………………….۹۱

۲ – ۴ – ۶ .  شیفت میانگین کل سلول …………………………………..۹۱

۳ – ۴ – ۶ . کاهش در ارتباط به واسطه شیفت موضعی………….۹۲

 ۴ – ۴ – ۶ . نتایج برای شبیه سازی برای شیفت موضعی………۹۳

 ۵ – ۶ . نتایج شبیه سازی برای شکست گوه‌ای ……………………………۹۴

۱ – ۵ – ۶ . مدلسازی شکست گوه‌ای ……………………………………۹۵

۲ – ۵ – ۶ – نتایج شبیه سازی برای شکست گوه‌ای ……………۹۵

۶ – ۶ . نتیجه‌گیری ………………………………………………………………………..۹۶

۱ – ۶ – ۶  . خلاصه نتایج شبیه سازی………………………………..۹۷

۲ – ۶ – ۶ .  مقدار اطمینان بر عنوان اندازه پایداری ……………۹۸

۳ – ۶ – ۶ .  تغییر در روش برای کاهش

عدم ارتباط موقتی ………………………………….۹۸

فصل هفتم

۷ . تغییرات اتمسفری……………………………………………………………………….۱۰۰

۱ – ۷ .  اثر تغییرات اتمسفری…………………………………………………….۱۰۰

۲ – ۷ .  شبیه سازی رفلکتور گوشه‌ای ………………………………………۱۰۱

۳ – ۷ .  شبیه سازی تغییر در شرایط اتمسفری ……………………….۱۰۱

۱ – ۳ – ۷ .  تغییر در دما ………………………………………………….۱۰۲

۲ – ۳ – ۷ – تغییر در فشار………………………………………………..۱۰۲

 ۳ – ۳ – ۷ .  تغییر در فشار جزئی بخار آب …………………….۱۰۴

۴ – ۷ .  تغییر اثرات اتمسفری با دامنه …………………………………….۱۰۶

۵ – ۷ .  الگوریتم ارتقاء یافته……………………………………………………..۱۰۷

۶ – ۷ .  نتایج برای شبیه سازی ……………………………………………….۱۰۷

۷ – ۷ . نتیجه گیری …………………………………………………………………۱۰۸

فصل هشتم

۸ . نتایج………………………………………………………………………………………………….۱۱۰

۱ – ۸ . مرور فرضیه…………………………………………………………………………..۱۱۰

۲ – ۸ . خلاصه نتایج……………………………………………………………………..۱۱۲

 ۳ – ۸ . ارزیابی نهایی تکنیک …………………………………………………………۱۱۲

۴ – ۸ .  روش اسکن توصیه شده …………………………………………………….۱۱۳

منابع و معاخذ……………………………………………………………………………………………..۱۱۵

خلاصه

علی رغم پیشرفتهایی که در اندازه گیری و پیش بینی صورت گرفته ، خاکریزه ها خسارات اجتماعی ، اقتصادی و محیطی سنگینی را در فضاهای کوهستانی وارد میکند. قسمتی از آن بخاطر پیچیدگی فرایندها، عدم موفقیت شیب رانش و اطلاعات ناکافی ما از مکانیزم های اساسی می باشد.

در هر صورت بطور افزاینده ای کارشناسان برای تحلیل و پیش بینی پایداری شیب ، تعیین ریسک آن ، مکانیزمهای شکست پتانسیلی و سرعتهای آن مناطق پر خطر حاضر شده و برای تعیین اندازه های چاره ساز ممکن فراخوانده می شوند.

این مقاله به معرفی موضوع تحلیل پایداری شیب سنگ و هدفی که این تحلیل در بررسی مکانیزمهای ریزش بالقوه شیب دنبال میکند ، می پردازد . سپس به بحث در مورد پیشرفتهایی که در تحول تکنیکهای آنالیز شیب بر پایه کامپیوتر به نسبت روشهای معمولی مورد استفاده ، می پردازد . همچنین تعیین امکان اجرای سینماتیک برای مدهای معمول متفاوت به اضافه راه حلهای تحلیلی و تعادلی محدود برای فاکتورهای ایمنی در برابر ریزش شیب ارایه شده است .

قسمت دوم به معرفی روشهای مدلسازی عددی و کاربردهای آنها در تحلیل پایداری شیب سنگ می پردازد . بحث روی پیشرفتهای استفاده از کدهای مدلسازی عددی پیوسته و ناپیوسته متمرکز می شود . همچنین مشارکت و نفوذ فشارهای تخلخل و بارگذاری دینامیک ارایه شده اند . مراحلی که در تحلیل عددی اجرا می شوند با تاکید بر اهمیت یک تمرین خوب مدلسازی بازنگری می شوند .

آنالیز سینماتیک

روشهای سینماتیک روی امکان پذیری ریزش های انتقالی بعلت تغییر لبه ها یا ضخامت ” روز روشن ” متمرکز می باشد . همچنین ، این روشها به استناد ارزیابی دقیق ساختار جرمی سنگ و هندسه دسته های ناپیوسته موجود که ممکن است در ناپایداری سنگ شرکت داشته باشند ، معتبر است .

این مشارکت توسط نمودارهای استریونیت و یا کدهای مخصوص که به تشکیل سطح و لبه می پردازد ، انجام می شود . برای مثال ، برنامه DIPS ( راک سا ینس ۲۰۰۱ الف ) تجسم و تعریف امکانپذیری سینماتیک ویژگیهای گسسته را دارد . ( شکل ۱ )

ضروری است که کاربران آگاه باشند که چنین دیدگاههایی صرفا ، ریزشهای ذخیره ای که شامل ناپیوستگی های منفرد یا فصل مشترکهای ناپیوستگی ، را تشخیص می دهند و ریزشهایی که شامل اتصالات یا سری اتصال یا تغییر شکل داخلی و شکاف داخلی می شود را پوشش نمی دهند .

هر چند ، داده های ناپیوستگی و فصل مشترکهای سری اتصالات در برنامه DIPS ، می تواند برای مشارکت در عامل ایمنی ضد ریزش لبه  برای همکاری با کدهای تعادلی محدود ( بطور مثال ، SWEDGE راک ساینس ب ) وارد شود .

آنالیز تعادل محدود

تکنیکهای تعادلی محدود بطور معمول در تحلیل زمین لغزه ها ، جایی که جابجایی های انتقالی یا چرخشی بر روی سطوح ریزش جدا از هم اتفاق می افتد ، بکار می روند . این تحلیل ها آماده کردن فاکتور ایمنی و یک محدوده پارامترهای استحکام برشی در ریزش در حین تحلیل معکوس را بر عهده دارند .

بطور کلی این روشها معمولیترین روش راه حلی پذیرفته شده در مهندسی مکانیک سنگ می باشند ولو اینکه بسیاری از ریزشها دارای تغییر شکل و شکافهای داخلی پیچیده باشند که مقاومت کمی در مقابل فرضیات بلوک صلب دو بعدی که با تحلیلهای تعادلی محدود مورد نیاز است ، دارد .

اگرچه ، تحلیلهای تعادلی محدود می تواند ربط زیادی به ریزش بلوکی ساده در طول ناپیوستگی ها یا شیب صخره که به سختی شکاف بر داشته اند یا هوازده شده اند ، داشته باشد . ( یعنی مثل یک رشته خاک رفتار کردن )

تمام تکنیکهای تعادل محدود ، یک دیدگاه مشترک بر پایه مقایسه نیروها یا گشتاور مقاومت و نیروها یا گشتاور مخرب ، دارند .

تحلیل انتقالی

راه حلهای تعادلی محدود و ریزشهای سطح . شکافی بصورت گسترده ای برای تعیین ناپایداری های شیب سنگ که ناپیوستگی هایش کنترل شده ، بکار می رود . در این تکنیکها که بر پایه راه حلهایی که توسط هوک و بری ( ۱۹۹۱ ) معرفی شد ؛ می باشد ، لغزش انتقالی جسم صلب در طول یک صفحه یا در طول فصل مشترک دو صفحه در مورد شکاف فرض می شود .

از آنجاییکه ؛ بلوک لغزنده دستخوش هیچ چرخش جسم صلب نمی شود ، تمام نیروها از مرکز ثقل جسم می گذرند . بعلاوه ؛ مانند تمام راه حلهای تعادل محدود ، فرض می شود که تمام نقاط در طول صفحه لغزش ، در حاشیه ریزش قرار دارند .

با این فرضیات مساله بصورت استاتیک مشخص می شود و محاسبات نسبت نیروهای مقاومت کننده و نیروهای محرک ( یعنی عامل ایمنی ) ساده می شوند . نیروهای مقاومت کننده از نیروی برشی سطح لغزنده ( مثلا چسبندگی و اصطکاک ) بدست می ایند و نیروهای محرکه بطور کلی شامل جزء جرمی بلوک لغزنده در هنگام سرپایینی و فشار آب در مرزهای بلوک می باشد . در شکل ۲ و ۳ ، این نیروها و فرمولاسیون فاکتور ایمنی مربوطه ، برای مسایل پایداری صفحه ای و شکافی به تصویر کشیده شده اند.